胡玉斌 高培 李斌

北京航天試驗(yàn)技術(shù)研究所 北京 100074

引言

火箭發(fā)動機(jī)地面試驗(yàn)是發(fā)動機(jī)研制的一個重要組成部分，是目前評價發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)、發(fā)動機(jī)可靠性和壽命的最具有說服力的方法，是檢驗(yàn)發(fā)動機(jī)能否定型及驗(yàn)收的唯一手段。發(fā)動機(jī)試驗(yàn)過程中，關(guān)鍵參數(shù)是測量的重點(diǎn)，必須準(zhǔn)確完整獲得，如果丟失或測不準(zhǔn)，就無法證明試驗(yàn)是否達(dá)到目的。

發(fā)動機(jī)試驗(yàn)中的壓力參數(shù)大多為關(guān)鍵參數(shù)，目前壓力測量系統(tǒng)在試驗(yàn)準(zhǔn)備過程中，根據(jù)人工手動錄入的《數(shù)據(jù)傳遞明細(xì)表》（后文簡稱：傳遞表）進(jìn)行傳感器選擇、安裝，同時采集系統(tǒng)也要根據(jù)傳遞表進(jìn)行采集系統(tǒng)配置，壓力傳遞表是安裝壓力傳感器、連接線纜、配置數(shù)據(jù)采集通道的依據(jù)，如果傳遞表出現(xiàn)問題，極有可能影響試驗(yàn)的成功，進(jìn)而影響發(fā)動機(jī)研制周期。

目前崗位人員將大量的時間和精力用于人工制作傳遞表，不僅勞動量巨大，耗費(fèi)時間，而且出錯率高。同時由于傳感器類型多、數(shù)量大，每批傳感器的檢定日期也各不相同，這就造成了傳感器的管理極為不便。本文以Visual Basic 6.0編程語言為基礎(chǔ)，開發(fā)了基于Access數(shù)據(jù)庫的發(fā)動機(jī)試驗(yàn)準(zhǔn)備過程壓力測量參數(shù)自動化管理系統(tǒng)，經(jīng)實(shí)踐調(diào)查，在試驗(yàn)準(zhǔn)備過程中，傳感器選型、傳遞表制作效率大幅提升，同時能夠滿足隨時查找傳感器信息的要求[1]。

1 現(xiàn)狀分析

在液體火箭發(fā)動機(jī)試驗(yàn)中，傳感器是壓力測量必不可缺的測量元件，在試驗(yàn)準(zhǔn)備過程中，崗位人員首先要從不同類型、不同量程的傳感器堆中選擇合適的傳感器，然后將對應(yīng)的傳感器鑒定證書中傳感器特性參數(shù)信息篩選出來人工錄入到壓力測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞明細(xì)表中，并根據(jù)傳感器有效期判斷是否需要檢定。目前壓力系統(tǒng)采用全人工的工作方式具有如下缺點(diǎn)：

1.1 傳感器選型困難

以發(fā)動機(jī)某次試驗(yàn)為例，此次試驗(yàn)壓力測點(diǎn)100多個，使用的傳感器涉及15個量程，由于傳感器類型多、數(shù)量大，每批傳感器的檢定日期也各不相同，選擇傳感器時除了考慮量程和檢定日期外，還要考慮測量數(shù)據(jù)的一致性，這就要求了解每只傳感器曾經(jīng)使用情況，查找若干次試驗(yàn)的傳感器使用信息。

1.2 傳遞表生成費(fèi)時費(fèi)力

壓力傳遞表是安裝壓力傳感器、連接線纜、配置數(shù)據(jù)采集通道的依據(jù)，崗位人員不得不按照要求對檢定證書中的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、人工制表，在數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)錄入方面投入了大量時間和精力。同時，在人工錄入制表過程中，難免出現(xiàn)錯誤，對數(shù)據(jù)的正確性也產(chǎn)生了威脅。發(fā)動機(jī)試驗(yàn)每次試驗(yàn)使用的壓力傳感器都在100只以上，每個傳感器的型號、編號、靈敏度、有效期、量程、最大值、公式斜率、零位等特性參數(shù)都要錄入，并且這些特性參數(shù)的相似度高，有效數(shù)字位數(shù)多，人工錄入過程中極易出錯。目前采用人工錄入后，多人反復(fù)核對來保證參數(shù)的正確性，耗費(fèi)較多的人力和精力。

1.3 分析查找問題難于進(jìn)行

目前傳感器檢定證書均是紙介質(zhì)的打印版，難于查詢，且易丟失。如果發(fā)現(xiàn)有問題要查找傳感器信息，就如在浩如煙海的文檔中找到自己需要的數(shù)據(jù)文檔，非常困難，更別說數(shù)據(jù)分析，導(dǎo)致數(shù)據(jù)查找耗時耗力。

以上問題在試驗(yàn)次數(shù)少、試驗(yàn)周期長的情況下，可以通過人工來處理。但是如今試驗(yàn)次數(shù)多，試驗(yàn)準(zhǔn)備周期短，多型號并舉的形勢下，完全采取人工的模式很難滿足試驗(yàn)要求。發(fā)動機(jī)試驗(yàn)準(zhǔn)備過程壓力測量參數(shù)自動化管理系統(tǒng)正是為解決以上問題而開發(fā)的。

2 軟件總體結(jié)構(gòu)

基于實(shí)際工作需求，軟件需具有如下主要功能[2-3]：①傳感器選型自動化；②能夠?qū)徫蝗藛T從煩瑣的查找錄入工作中解脫出來，實(shí)現(xiàn)自動制表；③能夠?qū)鞲衅鳈z定證書進(jìn)行長期保存；④能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器信息的添加、查詢、刪除和修改等功能。

發(fā)動機(jī)試驗(yàn)準(zhǔn)備過程壓力測量參數(shù)自動化管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 軟件總體結(jié)構(gòu)圖

3 軟件設(shè)計

軟件開發(fā)工具選用Microsoft Visual Basic 6.0，由于本軟件所涉及的數(shù)據(jù)規(guī)模不大，選擇Microsoft公司Access數(shù)據(jù)庫。

發(fā)動機(jī)試驗(yàn)準(zhǔn)備過程壓力測量參數(shù)自動化管理系統(tǒng)中，存儲在Access數(shù)據(jù)庫中的傳感器檢定結(jié)果信息（如型號、編號、靈敏度、有效期、量程、最大值、公式斜率、零位等），通過VB調(diào)用Access數(shù)據(jù)庫，寫入Word文檔中對應(yīng)位置，實(shí)現(xiàn)傳遞表的自動生成[4]。

3.1 軟件主界面

軟件主界面如圖2所示，主要包含4個模塊：導(dǎo)入、查詢、輸出和幫助模塊。分別實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入、查詢、修改、刪除、輸出等功能，幫助模塊提供了系統(tǒng)使用的幫助指導(dǎo)功能。

圖2 軟件主界面

3.2 導(dǎo)入模塊

導(dǎo)入模塊可以一次將所有數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，并賦予屬性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的建立。該模塊具有以下功能特點(diǎn)：

3.2.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能。數(shù)據(jù)導(dǎo)入過程中，程序中會設(shè)定一些傳感器數(shù)據(jù)信息的導(dǎo)入規(guī)范和要求，如果所導(dǎo)入的信息不符合規(guī)范會出現(xiàn)提示。同時，如果導(dǎo)入的信息與數(shù)據(jù)庫中的記錄重合，軟件也會給出相應(yīng)的提示。

3.2.2 多種導(dǎo)入方式。由于數(shù)據(jù)的存在方式的多樣性，必須建立多種數(shù)據(jù)導(dǎo)入方式與之相適應(yīng)，主要有2種方法：將數(shù)據(jù)依次單獨(dú)導(dǎo)入；將所有數(shù)據(jù)打包一次導(dǎo)入[5]。這樣做的好處是，對于需單獨(dú)校驗(yàn)或重新校驗(yàn)的傳感器，可以單獨(dú)將其數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫之中；對于數(shù)據(jù)文件數(shù)量很大的情況，可以將所有數(shù)據(jù)打包一次性導(dǎo)入，避免了重復(fù)性操作并減少了操作者的勞動量。

3.2.3 監(jiān)控導(dǎo)入進(jìn)度。在數(shù)據(jù)文件很大時，由于涉及很多數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)換，導(dǎo)入的過程可能比較長，這時需要對導(dǎo)入數(shù)據(jù)的整體進(jìn)度予以監(jiān)控。本軟件創(chuàng)建了一個自定義的進(jìn)度條類，可以簡明地顯示正在導(dǎo)入數(shù)據(jù)文件名稱，一方面使操作者能夠了解導(dǎo)入數(shù)據(jù)的進(jìn)程，另一方面也方便檢驗(yàn)導(dǎo)入模塊的功能時及時發(fā)現(xiàn)存在的錯誤。

3.2.4 數(shù)據(jù)檢查。為了保證數(shù)據(jù)庫中信息的一致性，需要對輸入的信息進(jìn)行校驗(yàn)，即需要數(shù)據(jù)檢查。包括語法檢查、矛盾性檢查和冗余性檢查。軟件對輸入的信息進(jìn)行檢查，檢查通過的信息將存入數(shù)據(jù)庫中；否則將對信息進(jìn)行修改，再重新進(jìn)行檢查，直到檢查通過或者最終放棄。

3.3 查詢模塊

能夠快速準(zhǔn)確的進(jìn)行傳感器信息查詢是本軟件必須具備的性能，崗位人員可以通過查詢界面實(shí)現(xiàn)傳感器選型，方便快捷。查詢界面如圖3所示，該模塊包含多種查詢方式。崗位人員既可以選擇單項(xiàng)精確查詢，根據(jù)傳感器編號、量程、校驗(yàn)日期查詢所需要的信息，也可以使用組合查詢功能，查詢結(jié)果會顯示在界面的表中。

圖3 信息查詢界面

3.4 輸出模塊

通過程序設(shè)定，在傳遞表中填入?yún)?shù)名、傳感器編號及量程。軟件調(diào)入需要制作的傳遞表，并訪問數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中查找傳感器編號及量程與傳遞表中一致的信息，再將數(shù)據(jù)庫中截距、斜率、零位、最大輸出等自動填入傳遞表。本軟件在多次試驗(yàn)中應(yīng)用，與人工制表相比效率有了大幅提升。

圖4 軟件生成的傳遞表

3.5 修改和刪除功能

傳感器信息的修改和刪除是本軟件的功能之一，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效維護(hù)是軟件長期運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。隨著數(shù)據(jù)庫中信息的不斷增加，不可避免地需要對一些信息進(jìn)行修改或刪除[6]。通過界面，選中需要進(jìn)行修改的記錄，在界面上進(jìn)行修改，修改后的記錄將在數(shù)據(jù)表中覆蓋原來的記錄，實(shí)現(xiàn)信息的更新；如果選擇刪除，那么數(shù)據(jù)表中相應(yīng)的記錄將會永久刪除。

4 結(jié)束語

本軟件經(jīng)多次試驗(yàn)應(yīng)用證明，基于VB開發(fā)平臺建立的發(fā)動機(jī)試驗(yàn)準(zhǔn)備過程壓力測量參數(shù)自動化管理系統(tǒng)，使用ADO技術(shù)操作ACCESS數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了壓力傳感器自動選型、壓力傳遞表的自動制表。該軟件操作簡單，工作穩(wěn)定，操作界面可視性好，滿足工作的需求，有效減少了崗位人員的勞動強(qiáng)度，避免人為操作失誤，極大地提高了工作效率。